用于高温成形的“多效”成形工具制造技术

本发明专利技术涉及成形工具(100)，该工具(100)包括由单程压力机致动的固定件(110)和移动件(120)，在第一方向(Z)，所述工具(100)在打开位置和关闭位置之间变化，在所述关闭位置，所述移动件(120)对所述固定件(110)施加压力，其中所述移动件(120)包括移动装置(121，122)，通过在所述工具(100)关闭期间该移动装置(121，122)在第二方向(Y)的平移运动以及同时该移动装置(121，122)在所述第一方向(Z)的平移运动，该移动装置(121，122)能使所述金属工件(10)产生变形，通过在所述工具(100)打开期间该移动装置在所述第二方向(Y)的反向平移运动以及同时该移动装置(121，122)在所述第一方向(Z)的平移运动，该移动装置(121，122)能够从所述金属工件(10)移开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于高温成形的“多效”成形工具本专利技术涉及用于金属エ件高温成形的“多效”成形工具，举例来说，金属エ件为用于复合材料或金属涡轮发动机叶片的金属增强件。本专利技术的“多效”成形工具特别适用于成形具有复杂几何形状的エ件，例如，用于涡轮发动机叶片的前缘的金属增强件。本专利技术的领域为涡轮发动机，更具体地为复合材料或金属材料的涡轮发动机风扇叶片，其中前缘包括金属结构增强件。但是，本专利技术也适用于生产具有复杂几何形状的任何エ件，以及生产用于增强叶片的前缘或后缘的金属增强件，叶片来自任意类型的陆用或航空用涡轮发动机，特别是直升机润轮轴发动机或喷射式润轮发动机。应当注意的是，前缘对应于空气动力学轮廓的前部，该前部朝向气流并将气流划分为下表面气流和上表面气流。后缘对应于空气动力学轮廓的后部,下表面气流和上表面气流在后缘处会合。涡轮发动机叶片，特别是风扇叶片，要承受巨大的机械应力，该机械应カ特别是与转速相关，并且必须满足严格的重量和体积条件。用于减轻叶片重量的选项之ー是使用复合材料来制造叶片。已知SNECMA提交的欧洲申请EP1908919提到给复合材料制成的涡轮发动机风扇叶片装备金属结构增强件，该金属结构增强件在叶片的整个高度上延伸并延伸超过它们的前缘。这种增强件能够在风扇受异物撞击期间保护复合材料叶片，例如，异物为鸟，冰雹或石头。特别地，金属结构增强件通过防止分层及纤维断裂风险或由纤维/基体松解造成的损害来保护复合材料叶片的前缘。按照惯例，涡轮发动机叶片包括空气动力学表面,该空气动力学表面在前缘和后缘之间沿第一方向延伸，并在叶片的根部和顶部之间沿基本上垂直于第一方向的第二方向延伸。金属结构增强件遵循叶片的空气动力学表面的前缘的形状，沿着第一方向延伸超过叶片的空气动力学表面的前缘，以遵循叶片的下表面和上表面的轮廓，并沿着第二方向在叶片的根部和顶部之间延伸。公知地，金属结构增强件为完全通过对ー块材料进行铣削而制成的钛金属エ件。但是，用于叶片前缘的金属结构增强件是ー个复杂的エ件，需要很多再加工操作和复杂的设备，导致巨大的生产成本。就此而论，本专利技术的目的是解决上述问题，提出ー种“多效”成形工具，其能够高温成形金属エ件，例如涡轮发动机叶片的前缘或后缘的金属增强件，能够简化制造エ艺并极大地降低生产这种エ件的成本，“多效”成形工具由单动压カ机实施。为此，本专利技术提出能够高温成形金属エ件的“多效”成形工具，该工具包括由单程压カ机致动的固定件和移动件，在第一方向，该工具在打开位置和关闭位置之间变化，在关闭位置，移动件对固定件施加压力，该工具的特征在于所述移动件包括移动装置，通过在所述工具关闭期间该移动装置在第二方向Y的平移运动以及同时该移动装置在第一方向的平移运动，该移动装置能使金属エ件产生变形，通过在所述工具打开期间该移动装置在第二方向的反向平移运动以及同时该移动装置在第一方向的平移运动，该移动装置能够从金属エ件移开。可以理解，单程压力机指的是单动压カ机，其与分别具有两个或三个朝向不同方向的工作轴的双动压カ机或三动压カ机截然不同，仅包括一个工作轴，该工作轴通常为相对于压力机的支承面的垂直轴。可以理解，“多效”指的是在エ件上的多个位置处同时产生的多个方向上的变形，其与由在単一方向局部施加的单ー压力所产生的単一动作变形相反。归功于本专利技术，能够借助廉价的单动式压カ机在高温条件下(即，锻造将要生产的エ件所需的温度)实施多效变形(即，同时在不同方向变形)。在制造用于涡轮发动机叶片的金属增强件的有利情况下，在高于850°C的温度下(生产钛增强件的温度大约为940°C )使用单动式压カ机在単一操作中使エ件在多个方向变形和扭曲。因此，本专利技术的工具不需要通过对块进行铣削来进行复杂的增强件生产，所述块来自需要大体积材料的扁平件。由此，工具使得制造这种金属增强件所需使用的原材料的量減少。具有复杂形状的金属增强件从预制件以简单且快速的方式制成，特别地，如SNECMA的专利申请FR1055066中所描述的那样，该预制件由纯金属棒经过一系列锻造步骤获得。接着预制件通过单动压カ机在“多效”工具中在高温下以三维方式成形。因此，本专利技术的工具能够借助廉价的单动式压カ机在高温条件下(即，超过8500C )实施多效变形(即，同时在不同方向变形)。本专利技术的“多效”工具还具有以下特点中的一者或多者，这些特点単独考虑，或根据所有的エ艺上可能的组合考虑。所述工具为能够在高于850°C的温度进行锻造的等温工具；所述固定件包括模具，该模具具有能够在所述工具关闭期间使移动装置沿着第二方向Y位移的两个倾斜壁；所述移动装置中的每ー个包括与固定件的模具的倾斜壁中的一者平行的倾斜表面；所述移动件包括同所述移动件一起运动的至少ー个垫片，该垫片能够在所述工具打开期间沿着第二方向Y从エ件移开；所述固定件包括能够形成參照物的装置，该參照物使金属エ件能够在所述工具中被定位；所述工具能够形成用于涡轮发动机叶片的前缘或后缘的金属增强件；所述移动装置中的每ー个包括印记，该印记表示将要生产的用于涡轮发动机的前缘或后缘的增强件的外表面中的ー个。通过參考以下附图进行的指示性的，非限制性的描述，可以更清晰地理解本专利技术的其它特点和优点，在这些附图中:附图说明图1为处于打开位置的本专利技术的成形工具的透视图；图2为关闭阶段期间的本专利技术的成形工具的侧视图；图3为处于关闭位置的本专利技术的成形工具的侧视图4为本专利技术的成形工具的侧视图，其示出了打开阶段期间的工具；图5为本专利技术的成形工具的侧视图，其示出了处于打开位置的成形工具.在所有的附图中，除非另有说明，相同的元件具有相同的附图标记。图1为处于打开位置的本专利技术的成形工具100的透视图.按照惯例，成形工具100由代表工具100的固定件的下部件110和代表工具100的移动件的上部件120形成。举例来说，成形工具100在所有的附图中表示为能够制造用于涡轮发动机叶片的前缘的钛增强件的工具。工具用于安装在锻压机类型的单动压力机(未示出)上，该单动压カ机包括単一工作轴，通常为垂直轴，在图1中由Z轴示出。根据另ー实施方式，工具也可以安装在包括単一工作轴的任意类型的压カ锻压机上。一般而言，锻造的エ件通过将预制品或毛坯放置于两个模具之间，两个模具为上模具和下模具，它们中的每ー个具有合适的印记(或腔)，然后移动两个模具使它们更加靠近，同时施加足够使预制品变形的压力，直到获得具有同印记的几何形状相应的几何形状的エ件，锻造操作使用加热的工具进行，即，高于用于制造钛エ件的850°C的温度的工具，有利地，工具的温度为大约940°C (加或减10% )。特别地，下部件110包括:能够连接至单动压力机(未示出)的下支撑件111 ;下模具112，其具有适于制造前缘增强件的印记113 ；同下模具112两侧相接壤的两个支撑板116，每个支撑板在其上部包括凹ロ 117，该凹ロ 117能够形成在工具关闭之前对预制件10进行定位的參照物。在图2中示出了处于打开位置的本专利技术的成形工具的侧视图，某些元件，例如支撑板116未示出，以能够更清晰查看下模具112的布局。下模具112由以下部件形成:第一下部件112b，该第一下部件112b，例如通过包括至少两个纵向槽119的螺丝组件在支撑件111的上表面水平连接至该支撑件111，所述上表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·安德鲁·莱韦克，多米尼克·麦格娜德克斯，
申请(专利权)人：斯奈克玛，
类型：
国别省市：